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Vicor 48V 高密度合封電源數(shù)據(jù)中心解決方案

2017/12/27 12:02:48

最新 XPU 合封電源方案的優(yōu)勢(shì)

Vicor 合封電源技術(shù)解決了傳統(tǒng)“最后一寸”給 CPU 與 GPU（合稱 XPU）性能帶來的障礙，這不僅可提高性能，簡(jiǎn)化主板設(shè)計(jì)，而且還可幫助 XPU 實(shí)現(xiàn)以前根本無法實(shí)現(xiàn)的性能，助力人工智能的蓬勃發(fā)展。

更大的峰值電流及平均電流
將主板銅組件與 XPU 插座的互連電阻銳降超過10倍
將 XPU 電源引腳數(shù)減少超過 10 倍

合封電源方案為高性能應(yīng)用提供前所未有的數(shù)百安培穩(wěn)定電源

大數(shù)據(jù)挖掘
人工智能
機(jī)器學(xué)習(xí)
自動(dòng)駕駛汽車

面對(duì)高性能應(yīng)用（人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)挖掘）日益增長(zhǎng)的需求，XPU 的工作電流已攀升至數(shù)百安培。大電流供電單元與 XPU 緊密安放的負(fù)載點(diǎn)架構(gòu)有助于減少主板配電損耗，但并不能緩解 XPU 與主板間的互連難題。隨著 XPU 電流的增加，XPU 與主板間的“最后一英寸”（包括主板 PCB 與 XPU 插座的互聯(lián)合）已成為限制 XPU 性能與系統(tǒng)整體效率的因素。

Vicor 的電流倍增器已經(jīng)被大規(guī)模用于從 48V 直接為 XPU 供電的主板中，最新的合封裝模塊化電流倍增器 (MCM) 將與 XPU 內(nèi)核一道封裝在 XPU 基板中，可進(jìn)一步展現(xiàn)出 Vicor 分比式電源架構(gòu)在轉(zhuǎn)換效率、功率密度以及電源帶寬諸方面的優(yōu)勢(shì)。

高性能計(jì)算 (HPC) 系統(tǒng)正在蓬勃發(fā)展，將在 2020 年達(dá)到 1EFlop/s，與 90 年代中期相比，計(jì)算能力將提升 109倍。

迎接常規(guī)負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器無法承受的挑戰(zhàn)

常規(guī)主板安放的穩(wěn)壓器限制了 XPU 的全面運(yùn)行潛力，為實(shí)現(xiàn)最高性能所需的電流傳輸帶來了局限性。由于上述局限性，XPU 將“拖慢”工作頻率和瞬態(tài)活動(dòng)。穩(wěn)壓器與 XPU 之間存在名為供電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜阻抗，由主板 PCB 阻抗和插座互聯(lián)阻抗構(gòu)成。該供電網(wǎng)絡(luò)不僅能夠造成更多的損耗，而且還可影響穩(wěn)壓器為 XPU 的供電。

電源配送網(wǎng)絡(luò)的“最后一英寸”

穩(wěn)壓器與 XPU 間的電阻可高達(dá)數(shù)百 μ?，當(dāng) XPU 平均流耗約達(dá) 200A，峰值電流約為平均電流的 2 倍時(shí)，功率損耗會(huì)變得非常大。

當(dāng)需求增加時(shí)，常規(guī)電源配送表現(xiàn)不佳
電源配送所需的引腳數(shù)仍將繼續(xù)增加，限制其它 I/O 功能
主板上更大的電源配送損耗
無法通過擴(kuò)展來滿足峰值電源需求
滿足復(fù)雜電源配送網(wǎng)絡(luò)需求所需的設(shè)計(jì)復(fù)雜性

合封電源方案解決“最后一英寸”問題

合封電源方案將來自穩(wěn)壓器的大電流供電從主板移至 XPU 旁邊，實(shí)質(zhì)上取消了電源配送網(wǎng)絡(luò)，消除了“最后一英寸”問題。向 XPU 插座提供 48V 電源，不僅最大限度地減少了供電所需的引腳數(shù)量，而且電流提供也減少了 98%（由 200A 減至 4A）。與常規(guī)穩(wěn)壓器不同，合封電源方案是唯一能提供所需密度的解決方案，有助于將其布置在 XPU 基板的可用空間內(nèi)。